Bài viết của bạn
thanh thaoCHITOSANLời nói đầu
Lâu nay, Chitin là một polysaccharid xuất hiện nhiều trong thiên nhiên . Chitin có mặt trong vỏ các loài giáp xác, màng tế bào nấm thuộc họ Zygemycetes có trong sinh khối nấm mốc, và một vài loại tảo . Còn chitosan chính là sản phẩm biến tính của chitin . Chitosan được ứng dụng nhiều trong các lĩnh vực :
- Trong y tế: nguyên liệu thuốc chữa bệnh, tá dược, vật liệu y sinh
- Trong mỹ phẩm: kem dưỡng da, kem chống tia tử ngoại UV
- Trong thực phẩm: bảo quản rau quả, trái cây, phụ gia thực phẩm
- Trong công nghiệp: xử lý nước thải, nước sinh hoạt
- Trong nông nghiệp: làm phân bón cho rau sạch
Chitosan có trong vỏ tôm. Ở nước ta, sản phẩm tôm đông lạnh chiếm sản lượng lớn nhất trong các sản phẩm đông lạnh. Chính vì vậy, vỏ tôm phế liệu là nguồn nguyên liệu tự nhiên rất dồi dào, rẻ tiền, có sẵn quanh năm, nên rất thuận tiện cho việc cung cấp chitin và chitosan .
I- CẤU TẠO
chitosan cấu tạo bởi các đơn vị glucosamine. Chitin có mặt rất phổ biến ở động vật bậc thấp, đặc biệt có nhiều ở giáp xác, tảo. Thành phần này thường có nhiều trong bột tôm, làm ảnh hưởng đến độ tiêu hóa thức ăn, đặc biệt là độ tiêu hóa protein của ĐVTS.
Cấu trúc hoá học của PDP rất giống của xenlulo, chỉ khác một nhóm chức ở vị trí C2 của mỗi đơn vị D- glucoza, nhưng tính chất của chúng lại khác nhau.(Công thức 1 ) [1]
Tên hoá học của PDP là : Poly- b - (1 ® 4 ) - D- glucosamin
Hay còn gọi là Poly- b- (1- 4) - 2 - amino - 2- desoxy - D- glucosa
II-TINH CHAT
*Tính chất Vât Lý :
- Là một chất rắn, xốp, nhẹ, hình vảy, có thể xay nhỏ theo các kích cỡ khác nhau.
- Có mầu trắng hay vàng nhạt.
- Không mùi vị ,không vị .
- Không tan trong nước, dung dịch kiềm và a-xít đậm đặc nhưng tan trong a-xít loãng (pH6), tạo dung dịch keo trong.
- Có khả năng tạo màng tốt .
- Nhiệt độ nóng chảy 309-311oC .
- Trọng lượng phân tử trung bình: 10.000-500.000 dalton tùy loại.
*Tính chất Hoá Học :
- Không tan trong nước, dung dịch kiềm và a-xít đậm đặc nhưng tan trong a-xít loãng (pH6), tạo dung dịch keo trong.
- Loại Chitosan có trọng lượng phân tử trung bình (`M) từ 200.000 đến 400.000 hay được dùng nhiều nhất trong y tế và thực phẩm .
* Tính chất sinh học :
- Vật liệu Chitosan không độc, dùng an toàn cho người . Chúng có tính hòa hợp sinh học cao với cơ thể.
- Có khả năng tự phân huỷ sinh học .
* Tác dụng sinh học đa dạng như :
+ Tính kháng nấm .
+ Tính kháng khuẩn với nhiều chủng loại khác nhau .
+ Kích thích sự phát triển tăng sinh của tế bào .
+ Có khả năng nuôi dưỡng tế bào trong điều kiện nghèo dinh dưỡng .
+ Tác dụng cầm máu .
+ Chống sưng u .
*Đặc tính sinh học :
- Nguồn gốc thiên nhiên.
- Không độc, dùng an toàn cho người trong thức ăn, thực phẩm, dược phẩm.
- Có tính hoà hợp sinh học cao với cơ thể.
- Có khả năng tự phân huỷ sinh học.
- Có nhiều tác dụng sinh học đa dạng: có khả năng hút nước, giữ ẩm, kháng nấm, kháng khuẩn với nhiều chủng loại khác nhau, kích thích tăng sinh tế bào ở người, động vật, thực vật, có khả năng nuôi dưỡng tế bào trong điều kiện nghèo dinh dưỡng.
- Ngoài ra còn có tác dụng làm giảm cholesterol và lipid máu, làm to vi động mạch và hạ huyết áp , điều trị thận mãn tính , chống rối loạn nội tiết .
- Với khả năng thúc đẩy hoạt động của các peptide- insulin, kích thích việc tiết ra insulin ở tuyến tuỵ nên đã dùng để điều trị bệnh tiểu đường .
- Nhiều công trình đã công bố khả năng kháng đột biến , kích thích làm tăng cường hệ thống miễn dịch cơ thể, khôi phục bạch cầu, hạn chế sự phát triển các tế bào u, ung thư, HIV/ AIDS .
- Chống tia tử ngoại, chống ngứa .
* Độc tính
Để dùng trong y tế và thực phẩm, đã có nhiều công trình nghiên cứu về độc tính của Chitosan
- Ngay từ năm 1968, K.Arai và cộng sự đã xác định Chitosan hầu như không độc (almost non- toxic ), chỉ số LD 50 =16g / kg cân nặng cơ thể , không gây độc trên xúc vật thực nghiệm và người , không gây độc tính trường diễn .
- Chitosan là vật liệu hoà hợp sinh học cao, nó là chất mang lý tưởng trong hệ thống vận tải thuốc, không những sử dụng cho đường uống, tiêm tĩnh mạch, tiêm bắp, tiêm dưới da, mà còn ứng dụng an toàn trong ghép mô .
=> Kết Luận:
- Chitosan có tính chất cơ học tốt, không độc, dễ tạo màng, có thể tự phân hủy sinh học, hoà hợp sinh học không những đối với động vật mà còn đối với các mô thực vật, là vật liệu y sinh tốt làm mau liền vết thương.
- Chitosan không độc hoặc độc tính rất thấp trên xúc vật thực nghiệm và nó có thể được sử dụng an toàn trên cơ thể người
III-CÔNG NGHỆ SAN XUÂT
1 - Sản Xuât :
Dư phẩm thủy hải sản (vỏ tôm, cua, mai mực) nhặt rửa sạch, tiến hành loại bỏ các muối vô cơ ( muối canxi, muối phốt-pho),loại bỏ protein và các tạp chất, rửa sạch, sấy khô, thu được chitin, tiếp tục quá trình deacetyl hóa sẽ thu được vật liệu chitosan.
* Tổng hợp Chitosan theo phương pháp trích ly ngược dòng
2- Công nghệ sản xuất thuốc kem POLYSANMIN từ vật liệu CHITOSAN và hoạt chất của củ nghệ vàng
Đi từ dư phẩm thủy hải sản (vổ tôm, cua, mai mực) chế tạo ra chitin, tiếp tục chuyển hóa thành chitosan dùng trong y tế. Tiếp đó, nguyên liệu chitosan kết hợp với curcumin từ củ nghệ vàng được bào chế bằng công nghệ riêng để tạo ra thuốc kem Polysanmin.
- Điều trị các vết thương, vết loét, vết bỏng, các tổn thương về da.
Tạo màng sinh học trên da, cầm máu, chống xưng u, kháng nấm, kháng khuẩn, ngăn cản gốc tự do, làm mau rụng hoại tử, chóng lành vết thương và lên da non, không để lại sẹo lồi, điều hòa sắc tố da non.
* Tạo màng bọc :
- Chitosan thu được từ vỏ tôm đem nghiền nhỏ bằng máy để nhằm mục đích gia tăng bề mặt tiếp xúc. Pha dung dịch Chitosin 3% trong dung dịch axit acetic 1,5%. Sau đó bổ sung chất phụ gia PEG - EG 10% (tỷ lệ 1:1) và trộn đều để yên một lúc để loại bọt khí. Sau đó đem dung dịch đã pha quét đều lên một ống inox đã được nâng nhiệt 64- 65oC (ống inox được nâng nhiệt bằng hơi nước nóng đun sôi). Để khô vỏ trong vòng 35 phút rồi tách vỏ. Lúc này ta được vỏ bóng có mầu vàng, ngà, không mùi vị, đó là lớp màng vỏ bọc chitosan có những tính năng mới ưu việt.
IV- ƯNG DUNG
2- Sử lý nước
Từ trước tới nay , ở nước ta chất keo tụ được sử dụng để lắng trong nước sinh hoạt là nhôm sunfat (thường gọi là phèn đơn) hoặc nhôm kali, nhôm amon sunfat (thường gọi chung là phèn kép) hoặc dung dịch phèn nước (thông thường là dung dịch (phèn nhôm sắt). Nhằm phòng chống một số bệnh tật, bệnh dịch người ta còn sử dụng một số hóa chất khác như clo (clo lỏng, nước javen, bột tẩy) có tác dụng diệt khuẩn; vôi để hiệu chỉnh độ pH; natri silicofluorua chống bệnh sâu răng; polyacrylat để hoàn thiện quá trình lắng trong nước...
ứng dụng những tiến bộ kỹ thuật vào sản xuất các hóa chất có hiệu quả xử lý nước tốt hơn các loại phèn đơn, phèn kép truyền thống đã sử dụng hàng trăm năm nay.
2-Vật liệu hấp phụ sinh học mới và khả năng xử lý kim loại từ nước thải
Nước thải của hoạt động khai thác mỏ, mạ kim loại, nhà máy điện, chế tạo thiết bị điện và đặc biệt là hoạt động của các tổ hợp nhiên liệu hạt nhân, các cơ sở quốc phòng, v.v... có chứa các kim loại có độc tính cao như crôm, cađimi, chì, thủy ngân, niken, đồng cần được xử lý trước khi thải. Kết tủa hóa học, oxy hóa - khử, lọc cơ học, trao đổi ion, tách màng, hấp phụ trên vật liệu than là những phương pháp được sử dụng rộng rãi để tách các kim loại nặng khỏi dòng thải.
Hấp phụ sinh học là phương pháp sử dụng các vật liệu sinh học để tách kim loại hay các hợp chất và các hạt khỏi dung dịch. Trong những năm gần đây, phương pháp này được đánh giá là một trong những phương pháp hiệu quả về cả kinh tế và kỹ thuật để loại bỏ các kim loại gây nhiễm bẩn nguồn nước mặt và nhiều loại nước thải công nghiệp. Olin và Bailey đã đưa ra 12 loại chất hấp phụ có khả năng tách kim loại khỏi các dòng thải với chi phí thấp. Trong số 12 loại này, chitosan có dung lượng hấp phụ cao nhất đối với kim loại.
Chitosan có khả năng hấp phụ tốt các kim loại nặng. Do đặc tính của nhóm amino tự do trong cấu trúc chitosan được tạo thành khi deacetyl hóa chitin, các phức chelat của nó làm cho khả năng hấp phụ kim loại tăng gấp 5 đến 6 lần so với chitin. Khi ghép một số nhóm chức vào khung cấu trúc của chitosan sẽ làm tăng khả năng hấp phụ kim loại của chitosan lên nhiều lần. Để tạo điều kiện tốt cho quá trình chuyển khối, đồng thời tăng dung lượng hấp phụ kim loại của chitosan,biến tính chitosan hấp phụ kim loại nặng trên mạng lưới liên kết mạch thẳng và chéo nhau. Kết quả là đã tạo ra được nhiều loại chitosan biến tính có dung lượng hấp phụ kim loại cao.
- Volesky, Holan, Wase và Foster cũng đã nghiên cứu một số chất hấp phụ sinh học và khả năng giữ các nguyên tố phóng xạ như urani, thori. Họ đã nhận thấy khả năng ứng dụng rộng lớn của các loại chất hấp phụ sinh học trên cơ sở chitosan biến tính vì vậy chúng đã được tập trung nghiên cứu, phát triển và thương mại hóa . Các chất hấp phụ sinh học ở dạng tự nhiên thường mềm, trong dung dịch nước có xu hướng kết tụ hoặc tạo gel. Hơn nữa, ở dạng tự nhiên mạng lưới của chúng thực tế không có khả năng hấp phụ. Sự di chuyển của kim loại nhiễm bẩn vào mạng lưới giam giữ đóng vai trò rất quan trọng trong quá trình chế tạo vật liệu hấp phụ sinh học. Cần thiết phải cung cấp sự hỗ trợ vật lý và tăng cường sự thâm nhập của mạng giam giữ kim loại của chất hấp phụ sinh học trên các loại giá thể khi chuẩn bị vật liệu hấp phụ sinh học. Nhiều vật liệu hấp phụ sinh học với các loại màng chitosan biến tính trên các giá thể khác nhau đã được nghiên cứu cho mục đích này.
Một nhóm tác giả thuộc Phòng nghiên cứu kỹ thuật công trình của quân đội Mỹ kết hợp cùng Trung tâm nghiên cứu & Quản lý chất thải của ủy ban Quản lý Tài nguyên Thiên nhiên và Trường đại học Tổng hợp Illinois đã kết hợp nghiên cứu một loại vật liệu hấp phụ sinh học với màng chitosan trên nhôm oxit.
- Vật liệu màng chitosan đã biến tính trên giá thể composit sứ - nhôm oxit đạt 153,8 mg Cr6+/g (với nồng độ ban đầu của Cr6+ đều ở 1000mg/l). Ảnh hưởng của cấu trúc lỗ, độ phân bố kích thước lỗ xốp và giá trị pH tới dung lượng hấp phụ rất rõ rệt. Nói chung, vật liệu có bề mặt riêng 80 - 105 m2/g với kích thước hạt 100 - 150 micron là thích hợp. Ở giá trị pH thấp, dung lượng hấp phụ tăng. Sự có mặt ở nồng độ cao của ion sunfat và clorua sẽ làm giảm khả năng hấp phụ kim loại.
3- Công nghiệp thực phẩm
* Các ứng dụng của Chitosan trong công nghệ thực phẩm
- Là sản phẩm thay thế hàn the. Chitosan là chất phụ gia bảo quản tốt cho giò và bánh cuốn ở nhiệt độ phòng và bảo quản tốt đến 26 ngày ở T= 8 oC
Trong chế biến bảo quản giò thì lượng Chitosan được dùng tốt nhất là 2,5g/kg thịt và được đưa vào ở giai đoạn xay nhuyễn cùng với muối và gia vị trước khi cho nước mắm của quy trình sản xuất giò truyền thống.
Trong chế biến bảo quản bánh cuốn thì lượng Chitosan được dùng tốt nhất là 24g dung dịch 3,5% cho 1kg bột nước và được đưa vào ở giai đoạn trước khi tráng bánh
Sản phẩm giò và bánh cuốn có phụ gia Chitosan giá thành phù hợp với an toàn sức khoẻ.
- Vật liệu Chitosan được dùng để:
+ Bảo quản đóng gói thức ăn ,
+ Để bảo quản hoa quả tươi vì nó tạo màng sinh học không độc . Người ta đã tạo màng PDP trên quả tươi để bảo quản quả đào, quả lê, quả kiwi, dưa chuột, ớt chuông, dâu tây, cà chua, quả vải, Xoài, nho ...
Vỏ bọc thực phẩm bằng màng Chitosan đã được phép sử dụng ở Canada và Mỹ từ lâu .
- Là một polyme dùng an toàn cho người, lại có hoạt tính sinh học đa dạng, Chitosan đã được đưa vào thành phần trong thức ăn : sữa chua, bánh kẹo, nước ngọt, ...
- Sản phẩm ăn kiêng có chứa Chitosan để làm :
+ Giảm cholesterol và lipid máu.
+ Giảm cân nặng.
+ Chống béo phì.
+ Dùng để tránh nguy cơ mắc bệnh tim mạch, tiểu đường ( bánh mỳ, khoai tây chiên, dấm, nước chấm...) đã có bán rộng rãi trên thị trường .
- Liệu pháp y học để điều trị bệnh béo phì đã được đề xuất là chế độ ăn kiêng với các thức ăn có Chitosan và axit ascorbic ( vitamin C) cho kết quả giảm cân tốt .
- Ứng dụng quan trọng trong gói xúc xích và... thủy sản
Từ trước đến nay, việc bảo quản các loại thực phẩm tươi sống giàu đạm, dễ hư hỏng như thịt, cá... trong điều kiện khí hậu nóng ẩm của nước ta là một trong những vấn đề đã và đang được các nhà sản xuất, chế biến và các nhà khoa học quan tâm, nên sau khi vỏ bọc chitosan từ vỏ tôm được hoàn thành, các nhà nghiên cứu đã nghĩ ngay đến việc dùng màng bọc chitosan từ vỏ tôm này để làm vỏ bọc xúc xích.
+ Các vỏ bọc này khi cho hỗn hợp nguyên liệu xúc xích vào thì dùng máy nhồi quay tay. Khi nhồi hỗn hợp nguyên liệu vào vỏ bọc xong thì buộc lại ở hai đầu. Do trong thành phần có những chất phụ gia nên lớp chitosan này đã kết dính các mao mạch của vỏ tôm lại với nhau, với áp lực của máy nhồi tay, vỏ bọc không bị nứt, mà tiếp tục bám sát vào nguyên liệu bên trong tạo thành những hình xúc xích xinh xắn. Ngoài việc giúp cho sản phẩm xúc xích có hình dáng đẹp, lớp vỏ màng chitosan này còn có tác dụng đặc biệt là không làm mất mầu và mùi đặc trưng của hỗn hợp nguyên liệu xúc xích.
+ Sử dụng vỏ bọc chitosan để bảo quản thủy sản tươi và khô. Đối với cá tươi các tác giả đã tiến hành xử lý lấy ruột, mang (để nguyên con hoặc filê...) rồi rửa. Sau đó, nhúng cá đã xử lý vào dung dịch chitosan được pha sẵn ở các nồng độ 0,5%, 1%, 15%, 2%, 2,5% tùy theo độ lớn của từng loại cá. Sau đó để cá ráo trong tủ mát khoảng 10 phút để giúp màng chitosan được định hình rồi cho vào tủ cấp đông... Sau 18 tiếng đồng hồ có thể tiến hành rã đông. Cá là nguyên liệu có cơ lỏng lẻo, nhiều nước. Trong quá trình cấp đông chậm (nhiệt độ -25oC) sẽ xảy ra hiện tượng mất nước, làm cho trọng lượng của cá giảm. Mặt khác, do môi trường trong tủ cấp đông là không khí lạnh và khô nên nước khuếch tán từ cơ thịt cá ra bề mặt của cá và từ bề mặt của cá ra môi trường bên ngoài rất lớn. Tuy nhiên khi sử dụng màng bao chitosan từ vỏ tôm thì khắc phục được hiện tượng này, chứng tỏ việc sử dụng màng bao chitosan bao phủ bề mặt của cá là rất hiệu quả. Đặc biệt khi cho cá vào nước và nấu chín, dung dịch chitosan không làm thay đổi mùi vị của sản phẩm. Còn đối với thủy sản khô như cá khô và cá mực... thì tiến hành pha dung dịch chitosan 2% trong dung dịch axit acetic 1,5%. Sau đó nhúng cá và mực vào dung dịch được pha, làm khô bằng cách sấy ở nhiệt độ 30oC có quạt gió. Sản phẩm thu được có thể bảo quản tốt ở nhiệt độ bình thường... Tùy theo độ ẩm của cá và mực mà sản phẩm có thời gian bảo quản khác nhau, độ ẩm càng thấp thời gian bảo quản càng dài. Với độ ẩm 26-30%, cá khô bảo quản được 83 ngày, mực khô giữ được 85 ngày còn ở độ ẩm 41 - 45% thì cá khô giữ được 17 ngày, mực khô được 19 ngày...
- Nhiều cuộc hội nghị quốc tế về Chitosan đã khẳng định tác dụng điều trị và tính an toàn của Chitosan.
Chitosan đã được tổ chức y tế thế giới đánh giá cao, gọi là “ yếu tố thứ sáu của sự sống con người ” và đã chính thức được Tổ chức y tế thế giới cho phép dùng trong y học và thực phẩm .
=>Tóm lại, chế phẩm Chitosan được dùng trong thực phẩm:
+ Dùng để bảo quản thực phẩm, hoa quả, rau tươi...
+ Lọc trong các loại nước quả ép, bia, rượu vang, nước giải khát...
+ Là thành phần bổ dưỡng đưa vào thực phẩm, thức ăn, bánh kẹo, nước giải khát.
+Dùng làm thuốc bổ dưỡng cơ thể (functional food, functional drug) để giảm cholesterol máu, lipid máu, hạ huyết áp, giảm cân nặng, chống béo phì, tăng cường miễn dịch cơ thể, điều trị bệnh tiểu đường, phòng chống u và ung thư.
+ Là phụ gia không độc để bảo quản thực phẩm khỏi thiu thối.
1- Trong Y Tế
- Chitosan còn có khả năng chống viêm cấp trên mô lành. Băng cứu thương kiểu mới, kỹ thuật cao, có thành phần cấu tạo bởi chất Chitosan. So với các loại băng thường, tốc độ cầm máu, tính sát khuẩn và thời gian lành mô khi sử dụng loại băng này có hiệu quả hơn gấp nhiều lần.
- Và từ lâu, một số chuyên gia ở Trung tâm Huyết học thuộc Viện Hàn lâm Y học Nga cũng đã phát hiện, Chitosan có thể ngăn chặn sự phát triển của chứng nhồi máu cơ tim và bệnh đột quỵ.
- Nhờ vào tính ưu việt của Chitosan, cộng với đặc tính không độc, hợp với cơ thể, tự tiêu huỷ được, nên Chitosan đã được ứng dụng rộng rãi và có hiệu quả trong kỹ nghệ bào chế dược phẩm
+ Làm thuốc chữa bỏng.
+ Giảm đau.
+ Thuốc hạ cholesterol.
+ Thuốc chữa bệnh dạ dày.
+ Chống đông tụ máu.
+ Tăng sức đề kháng.
+ Chữa xương khớp.
- Có tác dụng hỗ trợ điều trị bệnh ung thư.
- Thuốc kem Pokysan có tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm, đặc biệt là chủng nấm Candila albicans, không gây dị ứng và tác dụng phụ, có khả năng cầm máu, chống xưng u, kích thích tái tạo biểu mô và tế bào da để làm mau liền các vết thương, vết bỏng, chóng lên da non và giảm bớt đau đớn cho người bệnh. Ứng dụng vật liệu chitin/chitosan từ dư phẩm của ngành chế biến thủy, hải sản (vỏ tôm, cua, mai mực) của tập thể cán bộ khoa học nữ Phòng Pôlyme dược phẩm (Viện Hóa học-Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam). Thuốc đã được thử nghiệm lâm sàng trên 500 bệnh nhân bỏng nông và bỏng sâu tại Viện bỏng Quốc gia và các bệnh viện khác ở Việt Nam với hiệu quả tốt ngang thuốc bỏng nhập ngoại của Mỹ và Ấn Độ nhưng giá rẻ hơn nhiều. Công trình này đã được nhận Huy chương vàng tại Hội chợ quốc tế hàng công nghiệp Việt Nam năm 2001, được cấp bằng Độc quyền giải pháp hữu ích năm 2003, Huy chương Đồng tại Hội chợ sáng tạo quốc tế Seoul 12/2004, giải thưởng FAWICH tài năng sáng tạo nữ và Bằng danh dự của Tổng Liên đoàn Lao động Việt Nam. Công nghệ sản xuất thuốc này cũng được chào bán ở chợ công nghệ TECHMARK Việt Nam năm 2003.
Phó Giáo sư, Tiến sĩ Nguyễn Thị Ngọc Tú
Từ Chitosan, người ta đã bào chế ra nhiều loại thuốc điều trị các bệnh như: nhiễm xạ, chữa bỏng, giảm đau, thuốc hạ cholesterol, chữa bệnh dạ dày, đông tụ máu và chữa được cả bệnh ung thư. Đặc biệt tại Việt Nam, Viện Vacxin Nha Trang đã thu gom hàng ngàn tấn vỏ tôm được thải ra từ các nhà máy chế biến đông lạnh tại địa phương để nghiên cứu và sản xuất ra 2 sản phẩm Chitosan chữa béo phì và Glusivac điều trị thoái hoá khớp. Hai loại thuốc này đã được Bộ Y tế cấp phép lưu hành toàn quốc vào đầu tháng 6/2005.
cho cái này chuyển nhà cùng nha
